Дипломная работа: Реконструкция электротехнической части фермы КРС на 200 голов

Количество рядов.

nр=в/L=3,1/3,08=1ряд(3.153)

Мощность светильника

Рс=А·Руд/nс=13,02·12/1=156,2Вт(3.154)

Руд=12 при кривой силе света «Д» h=3м А=13,02м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=156,2/2=78,1Вт(3.155)

Для освещения ваккумнасосной принимаем 1 светильник ЛСП02 с двумя лампами ЛД-80 с Рн=80Вт стр54 (л-4)

Расчет мощности осветительной установки служебного помещения

Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, освещенность нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35(л-5), т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м(3.157)

Расстояние между светильниками.

L=2,2·1,4=3,08 (3.158)

Количество светильников. (3.159)

nс=а/L=4,2/3,08=1свет.

Количество рядов светильников.(3.160)

nс=в/L=4,2/3,08=1ряд(3.161)

Мощность светильника.

Рс=А·Руд/nс=14,9·5,2/1=77,4Вт(3.162)

Руд=5,2 при кривой силе света «Д» h=3м А=14,9м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=77,4/2=38,7Вт(3.163)

Для освещения служебного помещения принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54.(л-4)

Т.к. остальные помещения имеют малую площадь, то для их освещения будем принимать один светильник, расположенный в центре помещения.

Расчет мощности осветительной установки лаборатории.

Принимаем рабочее общее, равномерное освещение, т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Мощность светильника.

Рс=А·Руд/nс=5,67·5,2/1=32,4Вт(3.164)

Руд=5,2 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,67м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=32,4/2=16,2Вт(3.165)

Для освещения лаборатории принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54(л-5)

Расчет мощности осветительной установки моечной

Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/nс=5,13·25,4/1=130,3Вт(3.166)

Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,13м²

Принимаем светильник НСР01 с лампой Б-215-225-150 с Рн=150Вт стр.54(л-4)

Расчет мощности осветительной установки лаборатории молочной.

Расчет аналогичен расчету осветительных установок в общей лаборатории т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности и поэтому выбираем точно такое же световое оборудование.

Расчет мощности осветительных установок помещения для моющих средств.

Расчет аналогичен расчету осветительной установки моечной, т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности, и поэтому выбираем аналогичное световое оборудование.

Расчет мощности осветительной установки уборной.

Принимаем рабочее общее равномерное помещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСП03 со степенью защиты IР54

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/nс=1,35·25,4/1=34,29Вт(3.167)

Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=1,35м²

Для освещения уборной принимаем светильник НСП03 с лампой БК-215-225-40 с Рн=40Вт стр.54(л-4)

Таблица 18 - Выбранное световое оборудование молочного блока

Расчет осветительной сети молочного блока

Выбор сечения проводов ввода.

Суммарная нагрузка между силовым и осветительным щитом.

РΣ=ΣРлн+1,2ΣРлл=1340+1152=2,5кВт(3.168)

ΣРлн=150+150+200+40+800=1340Вт(3.169)

1,2ΣРлл=1,2·(400+80+160+80+80+160)=1152Вт(3.170)

Момент нагрузки между силовым и осветительным щитом.

Мсщ-ощ=2,5·1,2=3кВт·м

Сечение проводов между щитами.

S=Мсщ-ощ/С·ΔU=3/50·0,2=0,3мм²(3.171)

значение коэффициента С и допустимых потерь напряжения аналогично что и при расчетах осветительной сети животноводческого комплекса. принимаем провод АППВ(3·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм²

Ток на вводе в осветительный щит

Iсщ-ощ=РΣ/ U·cosφ=2,5/0,38·0,98=6,7А(3.172)

согласно стр.210(л-6) допустимая токовая нагрузка на выбранное сечение составляет

Iдоп=23А

Iдоп=23А>Iсщ-ощ=6,7

Т.к. по условию допустимого нагрева провод проходит, то принимаем выбранный ранее провод окончательно.

Выбор сечение проводов на каждой группе.

Моменты нагрузки на каждой группе.

М1=Σ(Р·L)=1,2·(80·4,7+80·6,7+80·9,7+80·12,7+80·15,3)=4,7кВт·м

М2=200·6,45+200·5,7+200·9,15+200·12,1=6,7кВт·м

М3=1,2·(80·1,5+160·4,5+80·8,2+80·10,2)=2,7кВт

М4=1,2·(80·8,1)+150·10,1+1,2·(80·10,5)+150·13,5=5,3кВт

М5=1,2·(80·4,2)+40·2,1+40·2,8=0,6кВт·м

М6=100·6,2+100·6,2+100·7,2=1,9кВт·м

Сечение проводов на каждой группе.

S1=М1/С·ΔU=4,7/8,3·2,3=0,2мм²(3.176)

С=8,3 при однофазной линии U=220В и алюминиевой токоведущей жилы стр211 (л-5) ΔU аналогично, что и при расчетах животноводческого комплекса.

S2=6,7/8,3·2,3=0,3 мм²

S3=2,7/8,3·2,3=0,1 мм²

S4=5,3/8,3·2,3=0,2 мм²

S5=0,6/8,3·2,3=0,03 мм²

S6=1,9/8,3·2,3=0,1 мм²

На всех 6 группах принимаем провод АППВ(2·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм², выбранный провод проверяем по условию допустимого нагрева.

Расчетные токи в группах

I1=Р1/U·cosφ=1,2·400/220·0,97=2,2А(3.177)

I2=400/220·0,97=1,8А

I3=1,2·400/220·0,97=2,2А

I4=1,2·(160)+300/220·0,97=2,3А

I5=1,2·(80)+80/220·0,97=0,8А

I6=300/220·0,97=1,4А

Наибольший расчетный ток вышел в 4 группе и составил I=2,3А, согласно стр.210(л-5) допустимая токовая нагрузка на двужильный провод сечением 2,5мм² Iдоп.=33А

Iдоп=33А>Iр=2,3

выбранный провод проходит по условию нагрева а значит окончательно принимаем именно его.

Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий а также для распределения электроэнергии между осветительными приборами выбираем осветительный щит ЯОУ8501 укомплектованным вводным рубильником ПВЗ-60 и 6 однополюсными автоматами ВА1426-14 с Iн=32А.

Разработка схемы управления автоматизации навозоудаления

Определение расхода электроэнергии на навозоудаление.

В предыдущих пунктах для уборки навоза на ферме был принят навозоуборочный транспортер кругового движения ТСН-160 который состоит из наклонного и горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки навоза было принято два горизонтальных и два наклонных транспортер, на втором комплексе принято аналогичное оборудование.

Суммарная мощность установки.

ΣР=Nн·(Рн)+Nг·(Рг)=4·(1,5)+4·(4)=22 кВт(3.178)

где, Рн-мощность электродвигателя наклонного транспортера, в предыдущих расчетах для наклонного транспортера был выбран двигатель мощностью Рн=1,5кВт.

Nн-количество наклонных транспортеров, для всего животноводческого комплекса выбрано 4 наклонных транспортера.

Рг-мощность электродвигателей горизонтального транспортера, в предыдущих расчетах для горизонтального транспортера выбран двигатель мощностью Рн=4кВт

Nг-количество горизонтальных транспортеров, для всего комплекса выбрано 4 горизонтальных транспортера.

Годовое число часов использования нагрузки.

Тгод=365·t=365·1,2=438ч (3.179)

где, 365-количество дней в году, равное количеству дней уборки навоза.

t-время уборки навоза в сутки, в предыдущих расчетах время уборки навоза составило 1,2 часа в сутки.

Годовое потребление электроэнергии.

Wгод=ΣР·Тгод=22·438=9636 кВт·ч (3.180)

Стоимость потребленной электроэнергии.

СтW=Wгод·Ц=9636·1,23=11852,2 руб(3.181)

где, ц-стоимость 1 кВт·ч для с/х предприятий ц=1,23 руб

Выбор автоматического выключателя.

Автоматический выключатель предназначен для защиты электроустановок от токов коротких замыканий, а также для нечастых отключений и включений электроустановок вручную.

Автоматический выключатель выбирается по следующим условиям.

Uн.а.≥Uн.у.

Iн.а.≥Iраб

Iн.р.≥Кн.р.·Iр(3.182)

Iотс.≥Кн.э.·Iп

где,Uн.а.-номинальное напряжение на которое расчитан автомат, В

Uн.у. - номинальное напряжение электроустановки, В

Iн.а. - ток номинальный автомата, А

Iраб - рабочий ток токоприемника.

Iн.р. - номинальный ток расцепителя, А

Iотс - мгновенный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

Iп - пусковой ток токоприемника., А

Кн.р. - коэффициент надежности расцепителя Кн.р.=1,1 стр.76 [л-6]

Кн.э. - коэффициент надежности электромагнитного расцепителя, Кн.э.=1,25 стр.76 (л-6)

Таблица 19 - Технические данные на электродвигатели ТСН-160

Рабочий ток установки.

Iраб=ΣI=4+4+9+9=26 А(3.183)

где, ΣI-сумма токов электродвигателей транспортера ТСН-160

Т.к. выбирается автомат для группы электроприемников то при выборе уставки срабатывания электромагнитного, расцепителя учитывают суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя

Imax=ΣIн+Iп=4+9+4+(9·6,5)=75,5А(3.184)

где, ΣIн-сумма номинальных токов электродвигателей.

Iп - пусковой ток самого мощного электродвигателя, т.к. имеются два двигателя с наибольшей мощностью то в расчет берем один из этих двигателей.

Iп=Iн·КjIп=9·6,5=58,5 А(3.185)

где, КjIп - кратность пускового тока электродвигателя.

Предварительно выбираем автомат серии АК63 Iн.а.=63А Iн.р.=30А и

Iотс.=189А, проверяем выбранный автомат по условиям.

Uн.а=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=63А≥Iраб=22А

Iн.р.=30А≥Кн.р.·Iраб=1,1·26=28,6А(3.186)

Iотс.=189А≥Кн.э.·Imax=1,25·75,5=94,3А

Т.к. все условия выполняются то окончательно принимаем выбранный ранее трехполюсный автоматический выключатель серии АК63

Таблица 20 - Технические данные автоматического выключателя

Выбор пусковой аппаратуры

Для дистанционного управления асинхронными электродвигателями и другими приемниками энергии служат магнитные пускатели. Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току токоприемника с таким условием, чтобы его контактная система была рассчитана на включение данного вида нагрузки.

Для пуска электродвигателя горизонтального транспортера выбираем магнитный пускатель серии ПМЕ122 укомплектованным тепловым реле ТРН10. Пускатель этой серии рассчитан на включение электродвигателей мощностью до 4 кВт, степень исполнения по электробезопасности IР54, выбранный пускатель нереверсивный т.к. потребности движения в разных направлениях нет стр121(л-7).

Для выбора нагревательного элемента теплового реле определяем ток ставки.

Iуст=1,1Iн=1,1·9=9,9А(3.187)

где, Iн-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера.

выбираем ток нагревательного элемента Iо=10А стр121(л-7)

Поправка регулятора тока уставки.

N=Iу-Iо/0,05·Iо=9,9-10/0,05·10=-0,2%(3.188)

Пускатель ПМЕ122 расчитан на включение электроприемников с током номинальным равным 10А, ток электродвигателя горизонтального транспортера Iн=9А, следовательно магнитный пускатель выбран верно и окончательно для управления электроприводом горизонтального транспортера выбираем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10

Для наклонного транспортера выбираем аналогичный пускатель, что и для горизонтального транспортера.

Ток уставки нагревательного элемента реле.

Iуст=1,1·Iн=1,1·4=4,4А(3.189)

где, Iн - номинальный ток электродвигателя наклонного транспортера выбираем ток нагревательного элемента Iо=6А.

Горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки.

Поправка регулятора тока уставки.

N=Iуст-Iо/0,05·Iо=4,4-6/0,05·6=5,3%(3.190)

Т.к. пускатель расчитан на включение токоприемников с Iн=10А, а двигатель наклонного транспортера имеет Iн=4А, то окончательно принимаем пускатель серии.

ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6.

В итоге выбираем 2 магнитных пускателя ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10 для управления электроприводами горизонтальных транспортеров и для управления электродвигателем наклонного транспортера принимаем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6

Таблица 21 - Технические характеристики магнитного пускателя

Выбор проводов.

Правильный выбор и расчет электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность, работы электроприемников, безопасность. Расчет производим методом потерь напряжения.

Момент нагрузки между силовым и щитом управления.

М=Р·Lсщ-щу=9,5·25=237,5 кВт·м(3.191)

где, Р-суммарная мощность двигателей установки, т.к. ТСН-160 имеет 2 двигателя мощностью 4 кВт, и один мощностью 1,5 кВт, то суммарная мощность составляет 9,5 кВт.

Lсщ-щу - расстояние между силовым щитом и щитом управления.

Сечение проводов между щитами

S=М/С·ΔU=237,5/50·1,25=3,8 мм² (3.192)

Коэффициент С при трехфазной четырехпроводной сети равняется 50, т.к. в соответствии с ПУЭ потери напряжения во внутренних электропроводках не должны превышать 2,5% то принимаем допустимую потерю напряжения между щитами 1,25% и между щитом управления и электродвигателями тоже 1,25%, в сумме ΔU=2,5%

Принимаем между щитами кабель АВВГ(4·4) допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=36А выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Из проведенных ранее расчетов суммарный

ток установки составил Iраб=22А

Iдоп=36А≥Iраб=22А(3.193)

Также проверяем выбранный кабель по аппаратуре защите.

Iдоп=36А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,8А(3.194)

где, Iн.р.-номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

Выбранный кабель проходит по всем условиям, а значит принимаем именно его кабель будет прокладываться в железной трубе.

Производим выбор проводов от щита управления до электродвигателей.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем горизонтального транспортера.

М=Р·Lщу-эл=4·15=60 кВт·м(3.195)

где, Р-мощность электродвигателя горизонтального транспортера

Lщу-эл-расстояние между щитом управления и электродвигателем

Расчетное сечение

S=М/С·ΔU=60/50·1,25=0,9мм²(3.196)

Принимаем между щитом управления и электродвигателем кабель АВВГ(4·2,5) и выбранный кабель проверяем по условиям допустимого нагрева и соотвествие аппаратуре защиты, Iдоп=28А для кабеля данного сечения.

Iдоп=28А≥Iраб=9А

Iдоп=28А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,5(3.197)

где, Iраб-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера.

Выбранный кабель проходит по всем двум условиям, а значит окончательно принимаем именно его.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем наклонного транспортера

М=Р·L=1,5·7=10,5 кВт·м(3.198)

где Р - мощность электродвигателя наклонного транспортера.

Расчетное сечение.

S=М/С·ΔU=10,5/50·1,25=0,2мм²(3.199)

Принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А

Iдоп=28А≥Iраб=4А

Iдоп=28А≥0,66Iраб=0,66·30=19,5А(3.200)

Все условия соблюдаются значит кабель выбран верно.

Разработка схемы и пульта управления

Работа принципиальной электрической схемы навозоуборочного транспортера ТСН-160

В летний период ключ дистанционного управления повернут в положение 1.

При нажатии кнопки SВ2 набирается цепь ФА-SА(1)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N срабатывает магнитный пускатель КМ1, замыкаются его силовые контакты КМ1.1 и напряжение подается на двигатель наклонного транспортера, одновременно замыкаются блок контакт КМ1.2 и пускатель КМ1 становится на самоудержание, замыкается блок контакт КМ1.3 включается второй наклонный транспортер который собирает навоз идущий от горизонтального транспортера. Один наклонный транспортер монтируется как поперечный его назначение сбор навоза идущего от горизонтального транспортера второй устанавливается под наклоном и его назначение сбор навоза от 1 наклонного транспортера и последующая его подача в транспортное средство. После включения обоих наклонных транспортеров подготавливается цепь включения электродвигателя горизонтального транспортера. Включение двигателей горизонтального транспортера при отключенном наклонном транспортере невозможно, т.к. питание пускателей горизонтального транспортера осуществляется через замыкающий блок контакт пускателя включающего наклонный транспортер. При нажатии кнопки SВ4 набирается цепь ФА-FU-SА(1)-SВ1-КМ1.4-КМ2.2-SВ3-SВ4-КК3.1-КМ3-N и параллельно КК4.1-КМ4-N срабатывают магнитные пускатели КМ3 и КМ4 замыкаются их силовые контакты КМ3.1 и КМ4.1 и напряжение подается на двигатели горизонтального транспортера одновременно замыкается блок контакт КМ3.2 и пускатели становятся на самоудержание. Отключение производится в таком порядке, сначала отключают горизонтальный транспортер, с помощью кнопки SВ3 обесточивая тем самым катушки магнитных пускателей КМ2 и КМ3 и затем через промежуток времени необходимый для освобождения наклонного транспортера от навоза кнопкой SВ1 отключают наклонный транспортер.

В зимний период ключ дистанционного управления повернут в положение 3 и питание цепей управления осуществляется через блок защиты от примерзания скребков наклонного транспортера УЗП-1 работа которого осуществляется следующим образом: при температуре окружающего воздуха выше нормы контакт термодатчика SК замкнут следовательно с выпрямительного моста сигнал подается через диод VD1, резистор R2 и конденсатор С1 на управляющий электрод тиристора VS который открывается и при нажатой кнопки SВ2 катушка магнитного пускателя КМ1 получает питание по цепи ФА-FU-SK-VD2-VD1-R1-C1-VS-VD4-SА(3)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N дальнейшая работа также как и в летний период, за исключением того что питание цепей управления будет осуществляться через блок УЗП-1.

Когда температура воздуха ниже нормы, контакт датчика температуры SК разомкнут, тиристор VS закрыт, следовательно включение навозоуборочного транспортера невозможно. Для обеспечения включения транспортера нужно тщательно осмотреть наклонный транспортер и освободить его от возможного примерзания и замерзания после чего повернуть ключ дистанционного управления в положение 1 и произвести запуск установки. После окончания уборки навоза ключ дистанционного управления должен быть повернут в положение 3. Горение лампы HL1 сигнализирует о том что с блока защиты УЗП-1 поступает питание на цепи управления.

Расчет внутренних силовых сетей

Расчет силовой сети молочного блока.

Выбранное технологическое оборудование молочного блока.

В таблице приведено двойное количество технологического оборудования для 2 животноводческих комплексов. Расчет силовых сетей молочного блока производим аналогичным методом что и при расчете осветительной сети т.е. методом потерь напряжения. Силовая сеть молочного блока разбита на 4 группы.

Моменты нагрузки на группах.

М=Σ(Р·L)(3.201)

где, Σ - сумма токоприемников подключенных к данной группе

Р - мощность токоприемника

L-расстояние от установки до силового щита.

М1=4·4,4+4·5,4=39,2 кВт·м

М2=4,5·5,25+0,6·5,25+1,7·5,25+4,5·6,3+0,6·6,3+1,7·6,3=78,3 кВт·м

М3=1,1·6,2+1,1·7,3=14,8 кВт·м

М4=4·7,3+0,37·7,3+4·8,5+0,37·8,5=67,3 кВт·м

Расчетное сечение

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7